環保在線監測系統在煤化工企業中的應用
來源:用戶上傳
作者:
【摘要】隨著國內經濟不斷發展，人們對于環境的重視程度也在不斷增加。在煤化工企業由于在生產過程中存在各種物質的排放，受到的環保壓力也很大。因此各個煤化工企業都建立了環保在線監測系統，通過現場在線分析和測量儀表對各裝置廢水和鍋爐煙氣的各項監測參數進行在線動態檢測，將檢測數據連續、實時地傳輸到監控平臺，實現了對外排放監測點的自動化連續數據監控和報警。
【關鍵詞】環保;在線監測;煤化工
1 環保監測系統
環保監測系統主要有三部分組成，分別是現場分析儀表、數據采集傳輸儀和數據監控中心站。其中現場分析儀表和數據采集傳輸儀在一起稱為現場系統?，F場分析測量儀表是環保監測系統的底層設備，一般都安裝在取樣監測點附近的分析屋。我們通過COD在線分析儀、明渠流量計、氨氮在線分析儀及pH計等對各項參數進行檢測，檢測結果經過感應器轉換為4～20mA的模擬信號。
1.1現場分析儀表
COD在線分析儀采用的是重鉻酸鉀法，即在強酸環境下，以重鉻酸鉀作為氧化劑，在催化劑作用下加熱消解水樣，氧化水中的還原性物質，重鉻酸鉀中的六價鉻離子被還原為三價，引起了混合液顏色的變化，顏色的變化程度反應了水樣中還原性物質的量，通過比色換算最終得到COD含量。特別的，在油含量較大的監測點一般是采用UV紫外吸收方式進行COD測量。氨氮測量采用氨氣敏電極法，通過加入逐出液將樣水中的NH4+轉化為NH3，NH3進入氨氣敏電極經電化學反應改變電極內的pH值，pH值與氨氮含量成線性關系。水中油分析儀采用紅外光度法，碳氫化合物對紅外光波段有特定吸收波長，通過測量吸光度來確定碳氫化合物的濃度。在進行COD含量、氨氮含量和水中油含量檢測時設置了自吸泵，將監測點水源取樣輸送到在線分析儀。取樣快速回水、預處理回水和分析廢水的排放點設置在取樣點下游，盡量低且遠離取樣點，對于有毒有害廢水需要單獨回收處理，不能混入回水管路，如鉻法COD測量廢水。
煙氣各參數的檢測是采用煙氣排放連續監測系統（CEMS）。CEMS由顆粒物監測、氣態污染物監測（SO2、NOx、CO及O2等）、煙氣參數測量（壓力、流速、溫度及濕度等）及數據采集與處理等系統構成。顆粒物監測采用激光透射法，原位安裝測量。氣態污染物監測，利用紫外差分技術測量高溫煙氣中的SO2和NOx，系統內置氧化鋯傳感器測量氧含量。該部分通常包含取樣單元、預處理單元、分析轉化單元和后處理回收排放單元。煙氣參數測量，煙氣壓力使用隔膜壓力變送器進行測量;流速（流量）采用皮托管差壓法或熱式質量流量計進行測量;煙氣的溫度采用鉑電阻溫度傳感器測量;煙氣的濕度采用濕度傳感器測量。測量信號送入數據采集與處理子系統，該系統通常為PLC，通過RS-485/RS-232接口對外輸出通信數字信號，具有現場數據實時傳送及遠程故障診斷等功能，實現了工作現場的無人值守。
1.2數據采集傳輸儀
數據采集傳輸儀接收從現場分析測量儀表傳輸來的標準4～20mA模擬信號和CEMS通信數字信號（Modbus），經過采樣等處理，按照《污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準》（HJ/T212-2005）通信協議打包發送到數據監控中心站，通信包除CRC校驗碼外都由ACSII碼字符編碼組成。HJ/T212-2005數據傳輸標準規定了多種發送方式，本項目中由于各監測點分布分散，且部分監測點離主廠區遠，故采用了GPRS通用無線分組業務，利用數據采集傳輸儀的無線收發模塊接入商用移動網絡，進行數據傳輸，減低了現場布線的難度。由于環保部門要求國家重點監控排放口的數據需要發送到當地政府環保局環保監測中心，因此需要對該部分監測點分析儀表的輸出信號，在接入數據采集傳輸儀之前進行信號分配，一路信號去企業環保監測系統數據采集傳輸儀，另一路送環保局環保監測系統數據采集傳輸儀。
1.3 數據監控中心站
數據監控中心站的是對現場檢測數據的接收、存儲、處理與發布。監控中心站主要由兩臺服務器和一臺短信報警Modem構成，其他輔助硬件（如交換機及安全服務器等）利用企業原網的機房設備。
2 環保在線監測系統的設置
環保在線監測系統主要由現場在線分析儀表、數據采集傳輸儀、數據監控站組成?，F場在線分析儀表和數據采集傳輸儀構成了現場環保監測系統，一般設置于取樣監測點附近的分析小屋。數據監控站分為企業控制室監控站和環保監控中心站，企業控制室監控站供工藝人員進行工藝數據查看、記錄，以便實時了解工藝排放情況并進行調整，環保監控中心站設置于政府環保局的環保監測平臺，環保監測系統通過現場分析和測量儀表對煉化企業的中間廢水，排放水和廢氣的各項監測參數進行在線動態檢測，將GPRS網絡應用于環保監測系統，將檢測數據連續且實時地傳輸到監控平臺，實現了對監測點的自動化無人值守式環保數據監控和報警。
3 環保監測系統的應用
某煉化企業為提升對各污染源和排放口的在線監控能力，建設并投運了完整的環保監測系統。對其煉油污水處理廠、化工污水處理廠、各分廠雨排水及事故緩沖池等各監測點的水質和催化裂化裝置脫硫及動力廠鍋爐等裝置的煙氣進行集中在線監控，保證能夠及時發現并處理由于各裝置非正常運行造成的污染物超標。水質的在線檢測項主要包括COD、氨氮、水中油的含量、pH值和流量;煙氣的在線檢測項主要包括顆粒物、CO、SO2、NOx、O2、壓力、流速（流量）、濕度和溫度。
4 結束語
將在線監測系統投入到煤化工企業使用，成功實現了對監測點的自動化無人值守式監控和報警的目的，一方面保護了環境，另一方面也提高了煤化工企業的環保意識，通過在線監測系統提供的數據傳輸、處理及發布等功能，有效地提高了環保監測工作人員的效率，同時也為優化設備操作和生產管理決策提供了依據。
參考文獻
[1]HJ/T 75-2007，固定污染源煙氣排放連續監測技術規范[S].北京： 中國環境科學出版社，2005.
[2]HJ 495-2009，水質采樣方案設計技術規定[S].北京： 中國環境科學出版社，2009.
[3]毛彩芳.CEMS 在鍋爐煙氣系統中的應用[J].煤化工自動化，2012，48（ 5） ： 82-84
[4]陸徳民，張振基，黃步余.煤化工自動控制設計手冊[M].北京： 化學工業出版社.
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/1/view-14919398.htm
